1. 水的提纯处理
(一)沉淀物过滤法
(二)硬水软化法
(三)活性炭吸附法
(四)去离子法
(五)逆渗透法、反渗透法
(六)超过滤法
(七)蒸馏法
(八)紫外线消毒法
(九)生物化学法
(十)正向渗透法,自然净化方法的人类新创造。 “渗透”在海水淡化、脱盐、水处理领域,啰嗦、复杂一下又称正渗透、或正向渗透,以示与反渗透、反向渗透法、逆渗透的差异、区别或对应、强调,正向渗透法是与反渗透互逆的一对方法。正渗透作为一种潜在的水纯化和淡化新技术,世界上正对其进行着多角度、深层次的理论研究和实践探索。
随着科技的飞速发展,压力驱动反渗透膜分离技术(RO)在膜、膜组器、设备和工艺等方面都有了较大创新和改进,但人们也越来越意识到RO技术在节能、环保领域存在的局限,而且就脱盐来讲,RO技术可认为已接近发展的顶峰。因此,国外已经开展了“正向渗透膜分离技术(FO)”的相关研究,并取得了一定的成果,在海水淡化、污水处理、食品加工、医药等领域得到了应用,特别是“压力延缓渗透(FRO)海水发电”,更是一项极具前景的清洁再生能源开发技术。但是国内对正向渗透膜分离技术关注得很少,相关研究和论文也不多。虽然,上个世纪90年代我国有了创造性的发明“非加压吸附渗透法海水淡化”(CN92110710。2)。
国外1976年,有液-液体系的原始尝试,国内1992年,发明过液-固体系的正向渗透(非加压)吸附渗透法脱盐(CN92110710。2)。直到约10年后,又重新跟随国际潮流,开始标准的模仿复制的模式,2008年开始有综述报告。
正向渗透分离技术很早就得到了应用。很久以前,人们就采用食盐来长期贮存食物,因为在高盐环境下多数细菌、霉菌和病原菌由于渗透作用会脱水死亡或暂时失去活性。
如今,人们已经开始利用正向渗透膜分离技术进行海水淡化、工业废水处理、垃圾渗透液处理等研究;食品工业在实验室利用正向渗透膜分离来浓缩饮料;紧急救援时的生命支持系统利用正向渗透膜分离技术制取淡水。随着材料科学的发展,正向渗透技术已经应用于人体的药物控制释放。 水对气候具有调节作用。大气中的水汽能阻挡地球辐射量的60%,保护地球不致于被冷却。海洋和陆地水体在夏季能吸收和积累热量,使气温不致过高;在冬季则能缓慢地释放热量,使气温不致过低。
海洋和地表中的水蒸发到天空中形成了云,云中的水分子在达到一定数量时通过降水落下来变成雨,冬天则变成雪。落于地表上的水渗入地下形成地下水;地下水又从地层里冒出来,形成泉水,经过小溪、江河汇入大海。形成一个水循环[注:植物也参与了水循环]。
雨雪等降水活动对气候形成重要的影响。在温带季风性气候中,夏季风带来了丰富的水气,夏秋多雨,冬春少雨,形成明显的干湿两季。
此外,在自然界中,由于不同的气候条件,水还会以冰雹、雾、露水、霜等形态出现并影响气候和人类的活动。 在地球表面有71%被水资源覆盖,从空中来看,地球就是个蓝色的星球。水侵蚀岩石土壤,冲淤河道,搬运泥沙,营造平原,改变地表形态。
地球表层水体构成了水圈,包括湿地、海洋、河流、湖泊、沼泽、冰川、积雪、地下水和大气中的水。由于注入海洋的水带有一定的盐分,加上常年的积累和蒸发作用,海水和大洋里的水都是咸水,不能被直接饮用。某些湖泊的水也是含盐水,比如:死海。世界上最大的水体是太平洋。北美的五大湖是最大的淡水水系。欧亚大陆上的里海是最大的咸水湖。
地球上水的体积大约有 1,360,000, 000 立方公里。海洋占了1,320,000,000立方公里(97.2%);冰川和冰盖占了25,000,000立方公里(1.8%);地下水占了13,000,000立方公里(0.9%);湖泊、内陆海,和河里的淡水占了250,000 立方公里(0.02%);大气中的水蒸气在任何已知的时候都占了13,000立方公里(0.001%)。
雨水的药用功能
雨水,又名无根水,中医认为其性轻清,味甘淡,诸水之上也。夏日尤佳。饮之可以去病。(刚下的雨水中含有大量尘埃,特别在现代化的和工业污染严重的城市,成分相当复杂,甚至可能含有致病微生物。但在未受污染的地方,干净的雨水功能依旧)。 1.古中国人早已把水灵活运用到农业中:为保证水稻生活的环境湿润,他们在田沿筑起土埂,防止田内余水流失,大大提高了水稻产量。他们还使用桔槔,桔槔是在一根竖立的架子上加上一根细长的杠杆,当中是支点,末端悬挂一个重物,前段悬挂水桶。当人把水桶放入水中打满水以后,由于杠杆末端的重力作用,便能轻易把水提拉至所需处。桔槔早在春秋时期就已相当普遍,而且延续了几千年,是中国农村历代通用的旧式提水器具。
2.古代亚述国王在其首都四周种满珍稀植物。为了灌溉这些植物,他修了一条长长的运河,用来从附近的水源处引水灌溉这些植物。
3.在墨西哥前首都特诺奇幕特兰四周有许多湖,阿兹泰克人在湖中建台田。他们挖出湖里的淤泥铺在田上,再种上作物。阿兹泰克人在台田周围挖了沟渠,类似于中国的水田用于灌溉。
4.以色列位于沙漠之中,沙漠占国土面积的60%,不仅耕地少,而且是一个半干旱地区,降雨量少,季节性强,区域分布不均,淡水资源缺乏的问题极为突出,出于生存和发展的需要,一建国就制定法律,宣布水资源为公共财产,由专门机构进行管理。除兴修水利外,还大力发展节水技术。农业生产中基本不用常见的漫灌、沟灌、畦灌方法。20世纪70年代末以前多采用喷灌,占灌溉面积的87%,滴灌占10%。80年代后,滴灌开始普遍采用,本世纪初已占灌溉面积的90%,主要用于蔬菜、水果、花卉、棉花等种植上。滴灌投资并不比喷灌高,不仅节水,而且对地形、土壤、环境的适应性强,不受风力和气候影响,肥料和农药可同时随灌溉水施人根系,省肥省药,还可防止产生次生盐渍化,消除根区有害盐分。滴灌技术的采用,使作物产量成倍增长,种植业产值的90%以上来自灌溉农业。 对于人来说,水是仅次于氧气的重要物质。在成人体内,60~70%的质量是水。儿童体内水的比重更大,可达近80%。如果一个人不吃饭,仅依靠自己体内贮存的营养物质或消耗自体组织,可以活上一个月。但是如果不喝水,连一周时间也很难度过。体内失水10%就威胁健康,如失水20%,就有生命危险,足可见水对生命的重要意义。
水还有治疗常见病的效果,比如:清晨一杯凉白开水可治疗色斑;餐后半小时喝一些水,可以用来减肥;热水的按摩作用是强效的安神剂,可以缓解失眠;大口大口地喝水可以缓解便秘;睡前一杯水对心脏有好处;恶心的时候可以用盐水催吐。
1.溶解消化功能
水是体内一切生理过程中生物化学变化必不可少的介质。水具有很强的溶解能力和电离能力(水分子极性大),可使水溶性物质以溶解状态和电解质离子状态存在,甚至一些脂肪和蛋白质也能在适当条件下溶解于水中,构成乳浊液或胶体溶液。溶解或分散于水中的物质有利于体内化学反应的有效进行。
食物进入空腔和胃肠后,依靠消化器官分泌出的消化液,如唾液、胃液、胰液、肠液、胆汁等,才能进行食物消化和吸收。在这些消化液中水的含量高达90%以上。
2.参与代谢功能
在新陈代谢过程中,人体内物质交换和化学反应都是在水中进行的。水不仅是体内生化反应的介质,而且水本身也参与体内氧化、还原、合成、分解等化学反应。水是各种化学物质在体内正常代谢的保证。
如果人体长期缺水,代谢功能就会异常,会使代谢减缓从而堆积过多的能量和脂肪,使人肥胖。
3.载体运输功能
由于水的溶解性好,流动性强,又包含于体内各个组织器官,水充当了体内各种营养物质的载体。在营养物质的运输和吸收、气体的运输和交换、代谢产物的运输与排泄中,水都是起着极其重要的作用。比如,运送氧气、维生素、葡萄糖、氨基酸、酶、激素到全身;把尿素、尿酸等代谢废物运往肾脏,随尿液排出体外。
4.调节抑制功能
水的比热高,对机体有调节体温的作用。
防止中暑最好的办法就是多喝水。这是因为认为摄入的三大产能营养素在水的参与下,利用氧气进行氧化代谢,释放能量,再通过水的蒸发可散发大量能量,避免体温升高。当人体缺水时,多余的能量就难以及时散出,从而引发中暑。
此外,水还能够改善体液组织的循环,调节肌肉张力,并维持机体的渗透压和酸碱平衡。
5.润滑滋润功能
在缺水的情况下做运动是有风险的。因为组织器官缺少了水的润滑,很容易造成磨损。因此,运动前的1个小时最好要先喝充足的水。
体内关节、韧带、肌肉、膜等处的活动,都由水作为润滑剂。水的黏度小,可使体内摩擦部位润滑,减少体内脏器的摩擦,防止损伤,并可使器官运动灵活。
同时水还有滋润功能,使身体细胞经常处于湿润状态,保持肌肤丰满柔软。定时定量补水,会让皮肤特别水润、饱满、有弹性。可以说,水是美肤的佳品。
6.稀释和排毒功能
不爱喝水的人往往容易长痘痘,这是因为人体排毒必须有水的参与。没有足够的水,毒素就难以有效排出,淤积在体内,就容易引发痘痘。
其实,水不仅有很好的溶解能力,而且有重要的稀释功能,肾脏排泄水的同时可将体内代谢废物、毒物及食入的多余药物等一并排出,减少肠道对毒素的吸收,防止有害物质在体内慢性蓄积而引发中毒。因此,服药时应喝足够的水,以利于有效地消除药品带来的副作用。 水的污染有两类:一类是自然污染;另一类是人为污染。当前对水体危害较大的是人为污染。水污染可根据污染杂质的不同而主要分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类:
一、化学性污染
污染杂质为化学物品而造成的水体污染。化学性污染根据具体污染杂质可分为6类:
(1)无机污染物质:污染水体的无机污染物质有酸、碱和一些无机盐类。酸碱污染使水体的pH值发生变化,妨碍水体自净作用,还会腐蚀船舶和水下建筑物,影响渔业。
(2)无机有毒物质:污染水体的无机有毒物质主要是重金属等有潜在长期影响的物质,主要有汞、镉、铅、砷等元素。
(3)有机有毒物质:污染水体的有机有毒物质主要是各种有机农药、多环芳烃、芳香烃等。它们大多是人工合成的物质,化学性质很稳定,很难被生物所分解。
(4)需氧污染物质:生活污水和某些工业废水中所含的碳水化合物、蛋白质、脂肪和酚、醇等有机物质可在微生物的作用下进行分解。在分解过程中需要大量氧气,故称之为需氧污染物质。
(5)植物营养物质:主要是生活与工业污水中的含氮、磷等植物营养物质,以及农田排水中残余的氮和磷。
(6)油类污染物质:主要指石油对水体的污染,尤其海洋采油和油轮事故污染最甚。
二、物理性污染
物理性污染包括:
(1)悬浮物质污染:悬浮物质是指水中含有的不溶性物质,包括固体物质和泡沫塑料等。它们是由生活污水、垃圾和采矿、采石、建筑、食品加工、造纸等产生的废物泄入水中或农田的水土流失所引起的。悬浮物质影响水体外观,妨碍水中植物的光合作用,减少氧气的溶入,对水生生物不利。
(2)热污染:来自各种工业过程的冷却水,若不采取措施,直接排入水体,可能引起水温升高、溶解氧含量降低、水中存在的某些有毒物质的毒性增加等现象,从而危及鱼类和水生生物的生长。
(3)放射性污染:由于原子能工业的发展,放射性矿藏的开采,核试验和核电站的建立以及同位素在医学、工业、研究等领域的应用,使放射性废水、废物显著增加,造成一定的放射性污染。
三、生物性污染
生活污水,特别是医院污水和某些工业废水污染水体后,往往可以带入一些病原微生物。例如某些原来存在于人畜肠道中的病原细菌,如伤寒、副伤寒、霍乱细菌等都可以通过人畜粪便的污染而进入水体,随水流动而传播。一些病毒,如肝炎病毒、腺病毒等也常在污染水中发现。某些寄生虫病,如阿米巴痢疾、血吸虫病、钩端螺旋体病等也可通过水进行传播。由此看见保护我们的地球环境,防止工业污染和病原微生物对水体的污染也是保护环境,更是保障人体健康的一大课题。 1. 废水流过沉淀槽,固状物会沉淀下来。
2. 在滴流过滤中,废水流过沙砾得以过滤,沙砾表面也可铺细菌,以分解污水中的废物。
3. 还可在水中加入漂白粉,氯气等杀死微生物。
4. 水被排入露天池塘,可以天然净化。
5. 废水经过“旋水分离器”,能过滤。
石英砂过滤是去除水中悬浮物最有效手段之一,是污水深度处理、污水回用和给水处理中重要的单元。其作用是将水中已经絮凝的污染物进一步去除,它通过滤料的截留、沉降和吸附作用,达到净水的目的。
二.适用范围
1.用于要求出水浊度≤5mg/L能符合饮用水质标准的工业用水、生活用水及市政给水系统;
2.工业污水中的悬浮物、固体物的去除;3.可用作离子交换法软化、除盐系统中的预处理设备,对水质要求不高的工业给水的粗过滤设备;
以及用在游泳池循环处理系统、冷却循环水净化系统等。 在文明的早期,人们开始探讨世界各种事物的组成或者分类,水在其中扮演了重要角色。在人类的童年时期,由于科学水平低,对于水的认识不足,不能从科学角度解释水的性质,对于水能灭火,能养育人类,但也可以淹溺,兼有养育与毁灭能力产生了又爱又怕的感情,产生了水崇拜,此种崇拜带有迷信性质。
2. 水弄个水利知识竞赛。
水
水
水(H2O)是由氢、氧两种元素组成的无机物,在常温常压下为无色无味的透明液体。水是最常见的物质之一,是包括人类在内所有生命生存的重要资源,也是生物体最重要的组成部分。水在生命演化中起到了重要的作用。人类很早就开始对水产生了认识,东西方古代朴素的物质观中都把水视为一种基本的组成元素,五行之一;西方古代的四元素说中也有水。
水的性质
水在常温常压下为无色无味的透明液体。在自然界,纯水是非常罕见的,水通常多是酸、碱、盐等物质的溶液,习惯上仍然把这种水溶液称为水。纯水可以用铂或石英器皿经过几次蒸馏取得,当然,这也是相对意义上纯水,不可能绝对没有杂质。水是一种可以在液态、气态和固态之间转化的物质。固态的水称为冰;气态叫水蒸汽。水汽温度高于374.2℃时,气态水便不能通过加压转化为液态水。
在20℃时,水的热导率为0.006 J/s•cm•K,冰的热导率为0.023 J/s•cm•K,在雪的密度为0.1×103 kg/m3时,雪的热导率为0.00029 J/s•cm•K。水的密度在3.98℃时最大,为1×103kg/m3,温度高于3.98℃时,水的密度随温度升高而减小 ,在0~3.98℃时,水不服从热胀冷缩的规律,密度随温度的升高而增加。水在0℃时,密度为0.99987×103 kg/m3,冰在0℃时,密度为0.9167×103 kg/m3。因此冰可以浮在水面上。
水的热稳定性很强,水蒸气加热到2000K以上,也只有极少量离解为氢和氧,但水在通电的条件下会离解为氢和氧水。具有很大的内聚力和表面张力,除汞以外,水的表面张力最大,并能产生较明显的毛细现象和吸附现象。纯水有极微弱的导电能力,但普通的水含有少量电解质而有导电能力。
水本身也是良好的溶剂,大部分无机化合物可溶于水。
在-213.16℃,水分子会表现出现厌水性。
水的来源
地球是太阳系八大行星之中唯一被液态水所覆盖的星球。地球上水的起源在学术上存在很大的分歧,目前有几十种不同的水形成学说。有观点认为在地球形成初期,原始大气中的氢、氧化合成水,水蒸气逐步凝结下来并形成海洋;也有观点认为,形成地球的星云物质中原先就存在水的成分。另外的观点认为,原始地壳中硅酸盐等物质受火山影响而发生反应、析出水分。也有观点认为,被地球吸引的彗星和陨石是地球上水的主要来源,甚至现在地球上的水还在不停增加。
对气候的影响
水对气候具有调节作用。大气中的水汽能阻挡地球辐射量的60%,保护地球不致冷却。海洋和陆地水体在夏季能吸收和积累热量,使气温不致过高;在冬季则能缓慢地释放热量,使气温不致过低。
海洋和地表中的水蒸发到天空中形成了云,云中的水通过降水落下来变成雨,冬天则变成雪。落于地表上的水渗入地下形成地下水;地下水又从地层里冒出来,形成泉水,经过小溪、江河汇入大海。形成一个水循环。
雨雪等降水活动对气候形成重要的影响。在温带季风性气候中,季风带来了丰富的水气,形成明显的干湿两季。
此外,在自然界中,由于不同的气候条件,水还会以冰雹、雾、露水、霜等形态出现并影响气候和人类的活动。
对地理的影响
地球表面有71%被水覆盖,从空中来看,地球是个蓝色的星球。水侵蚀岩石土壤,冲淤河道,搬运泥沙,营造平原,改变地表形态。
地球表层水体构成了水圈,包括海洋、河流、湖泊、沼泽、冰川、积雪、地下水和大气中的水。由于注入海洋的水带有一定的盐分,加上常年的积累和蒸发作用,海和大洋里的水都是咸水,不能被直接饮用。某些湖泊的水也是含盐水。世界上最大的水体是太平洋。北美的五大湖是最大的淡水水系。欧亚大陆上的里海是最大的咸水湖。
地球上水的体积大约有 1 360 000 000 立方公里. 当中
海洋占了的1 320 000 000立方公里(或97.2%)。
冰川和冰盖占了25 000 000立方公里(或1.8%)。
地下水占了13 000 000立方公里(或者0.9%)。
湖泊,内陆海,和河里的淡水占了250 000 立方公里(或0.02%)。
大气中的水蒸气在任何已知的时候都占了13 000立方公里(或0.001%)。
对生命的影响
地球上的生命最初是在水中出现的。水是所有生物体的重要组成部分。人体中水占70%;而水母中98%都是水。水中生活着大量的水生植被等水生生物。
水有利于体内化学反应的进行,在生物体内还起到运输物质的作用。 水对于维持生物体温度的稳定起很大作用。
水的种类
不同的学科对水有着一些不同的称呼:
根据水质的不同,可以分为:
软水:硬度低于8度的水为软水。
硬水:硬度高于8度的水为硬水。硬水会影响洗涤剂的效果,硬水加热会有较多的水垢。
饮用水根据氯化钠的含量,可以分为:
淡水。
咸水
此外还有:生物水:在各种生命体系中存在的不同状态的水。
天然水:
土壤水:贮存于土壤内的水
地下水:贮存于地下的水
超纯水:纯度极高的水,多用于集成电路工业
结晶水:又称水合水。在结晶物质中,以化学键力与离子或分子相结合的、数量一定的水分子。
重水的化学分子式为D2O,每个重水分子由两个氘原子和一个氧原子构成。重水在天然水中占不到万分之二,通过电解水得到的重水比黄金还昂贵。重水可以用来做原子反应堆的减速剂和载热剂。
超重水的化学分子式为T2O,每个重水分子由两个氚原子和一个氧原子构成。超重水在天然水中极其稀少,其比例不到十亿分之一。超重水的制取成本比重水还要高上万倍。
氘化水的化学分子式为HDO,每个分子中含一个氢原子、一个氘原子和一个氧原子。用途不大。
与水相关的化学反应
水的电离与溶液pH值
水是一种极弱的电解质,它能微弱地电离: H2O+H2O↔H3O++OH- 通常H3O+简写为H+
水的离子积 Kw=[H+][OH-]
25度时,Kw=1×10-14
pH=-log10([H+])
pH<7,溶液为酸性,pH=7,溶液为中性,pH>7,溶液为碱性。
能溶于水的酸性氧化物或碱性氧化物都能与水反应,生成相应的含氧酸或碱。酸和碱发生中和反应生成盐和水。水在电流的作用下能够分解成氢气和氧气。碱金属和水接触会发生燃烧。
在催化剂的作用下,无机物和有机物能够与水进行水解反应:
有机物的水解:有机物分子中的某种原子或原子团被水分子的氢原子或羟基(-OH)代换,例如乙酸甲酯的水解:
无机物的水解:通常是盐的水解,例如弱酸盐乙酸钠与水中的H+结合成弱酸,使溶液呈碱性:
此外,水本身也可以作为催化剂。
淡水短缺问题与对策
地球上水总储量约为1.36x1018m3,但除去海洋等咸水资源外,只有2.5%为淡水。淡水又主要以冰川和深层地下水的形势存在,河流和湖泊中的淡水仅占世界总淡水的0.3%。
世界气象组织于1996年初指出:缺水是全世界城市面临的首要问题,估计到2050年,全球有46%的城市人口缺水。对于水资源稀少的地区来说,水已经超出生活资源的范围,而成为战略资源,由于水资源的稀有性,水战争爆发的可能性越来越高。
为让全世界都关心淡水资源短缺的问题,第47届联合国大会确定每年3月22日为世界水日。
水的利用
水是人类生活的重要资源,特别是农业需要大量水进行灌溉,人类文明的起源大多都在大河流域。早期城市一般都在水边建立,以解决灌溉、饮用和排污问题。在人类日常生活中,水在饮用、清洁、洗涤等方面的作用不可或缺。
随着科学技术的发展,人们兴修水利,与水涝害和洪水等自然灾害作斗争。因此形成了一些专门与水有关的研究领域,如水力学,水文科学,水处理等,甚而产生了以水为生的产业水产业。
工业生产和化工生产大量使用这种廉价的原料。但未经处理的废水的任意排放就会造成水污染。为了解决这一问题,污水的处理就变得十分必要。 (见水污染和污水处理。)
水和农业的发展
公元前3000年,中国
已知的最古老的灌溉技术是用于水稻种植。农夫构筑起四边有着堤埂、类似于浅浅的池塘的水田,然后从附近的小溪引来水,灌到里面。这一古老的技术直到现在还在东南亚、东亚和南亚被广泛采用。
公元前2000年,埃及
埃及的农夫发明了从尼罗河提水的方法。他们采用的工具被叫做桔槔,即利用一根横杆来方便地从河里提升水桶。从河里提上来的水通过水渠灌溉农田。这种桔槔目前依然在埃及、印度和其他一些国家使用。
公元前700年,亚述
亚述是古代东方的一个国家。它的国王塞纳雪利伯在首都尼尼微城四周种满了果树、棉花和其他珍稀植物。为了灌溉这些植物,他修建了一条10千米长的运河和一个石制的水槽,用来从附近的山里引水。
公元500年,墨西哥
在墨西哥前首都特诺奇幕特兰城的周围有许多沼泽湖,阿兹特克人在沼泽湖里建造台田。他们将湖底出来的沃土铺在台田上,再种上玉米。台田周围网状的沟渠确保了农作物的用水,农夫也可以驾着小船在台田间穿行。
公元1870年,美国
美国中部干涸的大平原的农业用水只能依靠地下水。当分得政府公有地的定居移民来到那里时,他们利用风车的动力抽取地下水,再挖掘沟渠,将抽取的地下水引入农田进行灌溉。
公元1990年,以色列
水是沙漠地区的生存之本。滴灌是一种在输水管上打小孔,让水直接滴注到每株植物根旁土壤的灌溉方法。这种方法能使灌溉用水的损耗量降到最小。
饮用水的处理
1. 第一次过滤:从河流等引入的水流经过滤网滤去鱼、树叶和垃圾等;
2. 吸附:在第一次过滤的水中加入明矾以形成黏性絮状物,泥土、细菌和其他微粒都黏附到矾花上,然后水流经沉淀盆,滤除矾花;
3. 第二次过滤:水慢慢流过沙或沙砾,滤除了海藻、细菌和一些化学成分;
4. 氯化:在水中加入氯来杀死剩下的有机生物;
5. 通风:迫使空气进入处理水,赶出由氯产生的气体,减少令人不适的气味和味道;
6. 追加处理:可以加入钠或石灰来软化硬水。有些社区加入氟化物来防止氯对牙齿产生腐蚀。
(家庭)废水处理
1. 初步处理:废水流经处理设备,流速放慢,大的一些固状物沉淀下来。水经过沉淀槽时,小一些的微粒沉入底部,形成矿泥;
2. 再处理:在滴流过滤系统中,废水通过沙砾得以过滤,沙砾表面也可铺一层细菌群落,以分解污水中的废物;
3. 追加处理:水被排入露天池塘,在那里,阳光、空气使它天然净化。进入大气后形成纯净水蒸气。氯一般在处理水的再次排放前加入。
古代世界观中的水
在文明的早期,人们开始探讨世界各种事物的组成或者分类,水在其中扮演了重要角色。古代西方提出的四元素说中就有水;佛教中的四大也有水;中国古代的五行学说中水代表了所有的液体,以及具有流动、润湿、阴柔性质的事物。
水崇拜
在人类的童年时期,对于水兼有养育与毁灭能力、不可捉摸的性情,产生了又爱又怕的感情,产生了水崇拜。通过赋予水以神的灵性,祈祷水给人类带来安宁、丰收和幸福。
中国传统上的龙王就是对水的神格化。凡有水域水源处皆有龙王,龙王庙、堂遍及全国各地。祭龙王祈雨是中国传统的信仰习俗。
还有口语化
形容人没有出息,或者是做事不够好。
例如:你杂这么水的那。(你杂这么差劲那。)
高山流水
古代琴曲。战国时已有关于高山流水的琴曲故事流传,故亦传《高山流水》系伯牙所作。乐谱最早见于明代《神奇秘谱(朱权成书于1425年)》,此谱之《高山》、《流水》解题有:“《高山》、《流水》二曲,本只一曲。初志在乎高山,言仁者乐山之意。后志在乎流水,言智者乐水之意。至唐分为两曲,不分段数。至来分高山为四段,流水为八段。”两千多年来,《高山》、《流水》这两首著名的古琴曲与伯牙鼓琴遇知音的故事一起,在人民中间广泛流传。
《高山流水》取材于“伯牙鼓琴遇知音”,有多种谱本。有琴曲和筝曲两种,两者同名异曲,风格完全不同。
随着明清以来琴的演奏艺术的发展,《高山》、《流水》有了很大变化。《传奇秘谱》本不分段,而后世琴谱多分段。明清以来多种琴谱中以清代唐彝铭所编《天闻阁琴谱》(1876年)中所收川派琴家张孔山改编的《流水》尤有特色,增加了以“滚、拂、绰、注”手法作流水声的第六段,又称“七十二滚拂流水”,以其形象鲜明,情景交融而广为流传。据琴家考证,在《天闻阁琴谱》问世以前,所有琴谱中的《流水》都没有张孔山演奏的第六段,全曲只八段,与《神奇秘谱》解题所说相符,但张孔山的传?滓言鑫�哦危�笄偌叶嗑荽似籽葑唷?
另有筝曲《高山流水》,音乐与琴曲迥异,同样取材于“伯牙鼓琴遇知音”。现有多种流派谱本。而流传最广,影响最大的则是浙江武林派的传谱,旋律典雅,韵味隽永,颇具“高山之巍巍,流水之洋洋”貌。
山东派的《高山流水》是《琴韵》、《风摆翠竹》、《夜静銮铃》、《书韵》四个小曲的联奏,也称《四段曲》、《四段锦》。
河南派的《高山流水》则是取自于民间《老六板》板头曲,节奏清新明快,民间艺人常在初次见面时演奏,以示尊敬结交之意。这三者及古琴曲《高山流水》之间毫无共同之处,都是同名异曲。
典 故
传说先秦的琴师伯牙一次在荒山野地弹琴,樵夫钟子期竟能领会这是描绘“巍巍乎志在高山”和“洋洋乎志在流水”。伯牙惊曰:“善哉,子之心与吾同。”子期死后,伯牙痛失知音,摔琴断弦,终身不操,故有高山流水之曲。
春秋时代,有个叫俞伯牙的人,精通音律,琴艺高超,是当时著名的琴师。俞伯牙年轻的时候聪颖好学,曾拜高人为师,琴技达到水平,但他总觉得自己还不能出神入化地表现对各种事物的感受。伯牙的老师知道他的想法后,就带他乘船到东海的蓬莱岛上,让他欣赏大自然的景色,倾听大海的波涛声。伯牙举目眺望,只见波浪汹涌,浪花激溅;海鸟翻飞,鸣声入耳;山林树木,郁郁葱葱,如入仙境一般。一种奇妙的感觉油然而生,耳边仿佛咯起了大自然那和谐动听的音乐。他情不自禁地取琴弹奏,音随意转,把大自然的美妙融进了琴声,伯牙体验到一种前所未有的境界。老师告诉他:“你已经学了。”
一夜伯牙乘船游览。面对清风明月,他思绪万千,于是又弹起琴来,琴声悠扬,渐入佳境。忽听岸上有人叫绝。伯牙闻声走出船来,只见一个樵夫站在岸边,他知道此人是知音当即请樵夫上船,兴致勃勃地为他演奏。伯牙弹起赞美高山的曲调,樵夫说道:“真好!雄伟而庄重,好像高耸入云的泰山一样!”当他弹奏表现奔腾澎湃的波涛时,樵夫又说:“真好!宽广浩荡,好像看见滚滚的流水,无边的大海一般!”伯牙兴奋色了,激动地说:“知音!你真是我的知音。”这个樵夫就是钟子期。从此二人成了非常要好的朋友。
五行之一。五行以肾属水,故常肾、水并称。此外还用于指病名或指水肿病的病理机制。
氢和氧的化合物。化学分子式为H2O 。在自然界 ,纯水是罕见的,水通常是多酸、碱、盐等物质的溶液。纯水是用铂或石英器皿经过几次蒸馏取得的。水是一种可以在液态 、气态和固态之间转化的物质。转化的条件是温度和压力。标准大气压时,水的冰点为0℃、沸点为100℃。当水汽温度高于374.2℃时 ,气态水便不能转化为液态水 。液态水的比热容为 4.18 焦耳/(克·摄氏度),冰的比热容约为 2.09焦耳/(克·摄氏度)。在1个标准大气压和100℃情况下,水的汽化热为 2253.02 焦耳/克 ,在常温常压下为 2441.12 焦耳/克,水汽凝结成液态水时放出相同的热量。在0℃和1个标准大气压时,冰的融解热为333.146焦耳/克 ,当水凝成冰时放出相同的热量。水从固态直接转变为气态时所吸收的热量称升华热,升华热等于汽化热与融解热之和。在20℃时,水的热导率为0.006焦耳/( 秒·厘米·摄氏度 ),冰的热导率为0.023焦耳/(秒·厘米·摄氏度),当雪的密度为0.1千克/升时 ,雪的热导率为0.00029焦耳/(秒·厘米·摄氏度)。水的密度在3.98℃时最大 ,为1千克/升,温度高于3.98℃时,水的密度随温度升高而减小 ,在0~3.98℃时,水一反热胀冷缩的规律,密度随温度的升高而增加。水在0℃时,密度为0.99987千克/升 ,冰在0℃时,密度为0.9167千克/升 。水的热稳定性很强,当水蒸气加热到2000K以上,也只有极小部分离解为氢和氧。凡是能溶于水的酸性氧化物或碱性氧化物,都能与水反应,生成相应的含氧酸或碱。纯水有极微弱的导电能力。水的酸碱性用pH值表示,天然水的pH值为6.8~8.5。水具有很大的内聚力和表面张力,除汞以外 ,水的表面张力最大,并能产生毛管现象和吸附现象。
水能调节气候。大气中的水汽能拦阻地球辐射量的 60%,保护地球不致冷却。海洋和陆地水体在夏季能吸收和积累热量,使气温不致过高,在冬季能缓慢地释放热量,使气温不致过低。水侵蚀岩石土壤,冲淤河道,搬运泥沙,营造平原,改变地表形态。水使地球产生生命,它是一切有机体的主要组成部分,全球动植物和40 亿人体内含有约11200亿吨水 。人类社会依赖水而生存发展。古代,人类对水取利避害,适应水而生存;近代,人类对水兴利除害,兴建工程,开发水利,控制水害;现代,随着社会和生产的发展,地球上可资利用的水日趋短缺,水体受到污染,严重影响人类生存的环境,人类逐渐认识到水是一种重要资源和环境因素,从而在更高的水平上开始对水开展了新的兴利避害活动。
世界气象组织1996年初指出:缺水是全世界城市面临的首要问题,估计到2050年, 世界2/3以上的人口将生活在城市,而全球有46%的城市人口缺水,必须平衡社会经济发展和城市淡水供应管理二者之间的关系,进行水资源的储存 、输送和管理的大规模工程建设。
水
①病名,即水肿。以水肿主要表现为水液代谢障碍,故名。出《素问·平人气象论》:“颈脉动,喘疾咳,曰水。目裹微肿如卧蚕起之状,曰水。”又:“足胫肿曰水。”
②指水肿病的病理机制。《素问·阴阳别论》:“三阴结,谓之水。”王冰注:“三阴结,谓脾肺之脉俱寒结也,脾肺寒结,则气化为水。”
③五行之一。《素问·脏气法时论》:“五行者,金木水火土也。”五行以肾属水,故常肾、水并称。
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水是论坛上没有太大价值的帖子的总称,每一篇这样的帖子都被称为“水帖”,发水帖的行为称为“灌水”,某些跟帖多而且都是水帖的帖子称为“水楼”,经常占着位置不说话叫“潜水”。有的论坛喜欢高发帖量,鼓励灌水,然而学术论坛一般是禁止灌水的。
水的污染有两类:一类是自然污染;另一类是人为污染。当前对水体危害较大的是人为污染。水污染可根据污染杂质的不同而主要分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类。
化学性污染
污染杂质为化学物品而造成的水体污染。化学性污染根据具体污染杂质可分为6类:
(1)无机污染物质:污染水体的无机污染物质有酸、碱和一些无机盐类。酸碱污染使水体的pH值发生变化,妨碍水体自净作用,还会腐蚀船舶和水下建筑物,影响渔业。
(2)无机有毒物质:污染水体的无机有毒物质主要是重金属等有潜在长期影响的物质,主要有汞、镉、铅、砷等元素。
(3)有机有毒物质:污染水体的有机有毒物质主要是各种有机农药、多环芳烃、芳香烃等。它们大多是人工合成的物质,化学性质很稳定,很难被生物所分解。
(4)需氧污染物质:生活污水和某些工业废水中所含的碳水化合物、蛋白质、脂肪和酚、醇等有机物质可在微生物的作用下进行分解。在分解过程中需要大量氧气,故称之为需氧污染物质。
(5)植物营养物质:主要是生活与工业污水中的含氮、磷等植物营养物质,以及农田排水中残余的氮和磷。
(6)油类污染物质:主要指石油对水体的污染,尤其海洋采油和油轮事故污染最甚。
物理性污染
物理性污染包括:
(1)悬浮物质污染:悬浮物质是指水中含有的不溶性物质,包括固体物质和泡沫塑料等。它们是由生活污水、垃圾和采矿、采石、建筑、食品加工、造纸等产生的废物泄入水中或农田的水土流失所引起的。悬浮物质影响水体外观,妨碍水中植物的光合作用,减少氧气的溶入,对水生生物不利。
(2)热污染:来自各种工业过程的冷却水,若不采取措施,直接排入水体,可能引起水温升高、溶解氧含量降低、水中存在的某些有毒物质的毒性增加等现象,从而危及鱼类和水生生物的生长。
(3)放射性污染:由于原子能工业的发展,放射性矿藏的开采,核试验和核电站的建立以及同位素在医学、工业、研究等领域的应用,使放射性废水、废物显著增加,造成一定的放射性污染。
生物性污染
生活污水,特别是医院污水和某些工业废水污染水体后,往往可以带入一些病原微生物。例如某些原来存在于人畜肠道中的病原细菌,如伤寒、副伤寒、霍乱细菌等都可以通过人畜粪便的污染而进入水体,随水流动而传播。一些病毒,如肝炎病毒、腺病毒等也常在污染水中发现。某些寄生虫病,如阿米巴痢疾、血吸虫病、钩端螺旋体病等也可通过水进行传播。防止病原微生物对水体的污染也是保护环境,保障人体健康的一大课题。
3. 一体化设备有哪些工艺
主要要看你要处理什么样的污水,水量多少,处理到什么程度,这才是确定工艺和价格的关键
4. 面对一种污水,通过什么工作程序来做该水处理工程蓝藻适合怎样的生存条件
污水处理
sewage treatment,wastewater treatment 为使污水经过一定方法处理后,达到设定的某些标准,排入水体、排入某一水体或再次使用等的采取的某些措施或者方法等。
现代污水处理技术,按处理程度划分,可分为一级、二级和三级处理。
一级处理,主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质,物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水,BOD一般可去除30%左右,达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。
二级处理,主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(BOD,COD物质),去除率可达90%以上,使有机污染物达到排放标准。
三级处理,进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法,混凝沉淀法,砂率法,活性炭吸附法,离子交换法和电渗分析法等。
整个过程为通过粗格删的原污水经过污水提升泵提升后,经过格删或者筛率器,之后进入沉砂池,经过砂水分离的污水进入初次沉淀池,以上为一级处理(即物理处理),初沉池的出水进入生物处理设备,有活性污泥法和生物膜法,(其中活性污泥法的反应器有曝气池,氧化沟等,生物膜法包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和生物流化床),生物处理设备的出水进入二次沉淀池,二沉池的出水经过消毒排放或者进入三级处理,一级处理结束到此为二级处理,三级处理包括生物脱氮除磷法,混凝沉淀法,砂滤法,活性炭吸附法,离子交换法和电渗析法。二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物处理设备,一部分进入污泥浓缩池,之后进入污泥消化池,经过脱水和干燥设备后,污泥被最后利用。
各个处理构筑物的能耗分析
1.污水提升泵房
进入污水处理厂的污水经过粗格删进入污水提升泵房,之后被污水泵提升至沉砂池的前池。水泵运行要消耗大量的能量,占污水厂运行总能耗相当大的比例,这与污水流量和要提升的扬程有关。
2.沉砂池
沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒。沉砂池一般设于泵站前、倒虹管前,以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损;也可设于初沉池前,以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。常用的沉砂池有平流沉砂池、曝气沉砂池、多尔沉砂池和钟式沉砂池。
沉砂池中需要能量供应的主要是砂水分离器和吸砂机,以及曝气沉砂池的曝气系统,多尔沉砂池和钟式沉砂池的动力系统。
3.初次沉淀池
初次沉淀池是一级污水处理厂的主题处理构筑物,或作为二级污水处理厂的预处理构筑物设在生物处理构筑物的前面。处理的对象是SS和部分BOD5,可改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BOD5负荷。初沉池包括平流沉淀池,辐流沉淀池和竖流沉淀池。
初沉池的主要能耗设备是排泥装置,比如链带式刮泥机,刮泥撇渣机,吸泥泵等,但由于排泥周期的影响,初沉池的能耗是比较低的。
4.生物处理构筑物
污水生物处理单元过程耗能量要占污水厂直接能耗相当大的比例,它和污泥处理的单元过程耗能量之和占污水厂直接能耗的60%以上。活性污泥法的曝气系统的曝气要消耗大量的电能,其基本上是联系运行的,且功率较大,否则达不到较好的曝气效果,处理效果也不好。氧化沟处理工艺安装的曝气机也是能耗很大的设备。生物膜法处理设备和活性污泥法相比能耗较低,但目前应用较少,是以后需要大力推广的处理工艺。
5.二次沉淀池
二次沉淀池的能力消耗主要是在污泥的抽吸和污水表明漂浮物的去除上,能耗比较低。
6.污泥处理
污泥处理工艺中的浓缩池,污泥脱水,干燥都要消耗大量的电能,污泥处理单元的能量消耗是相当大的,这些设备的电耗功率都很大。
针对各个处理构筑物的节能途径
1.污水提升泵房
污水提升泵房要节省能耗,主要是考虑污水提升泵如何进行电能节约,正确科学的选泵,让水泵工作在高效段是有效的手段,合理利用地形,减少污水的提升高度来降低水泵轴功率N也是有效的办法,定期对水泵进行维护,减少摩擦也可以降低电耗。
2.沉砂池
采用平流沉砂,避免采用需要动力设备的沉砂池,如平流沉砂池。采用重力排砂,避免使用机械排砂,这些措施都可大大节省能耗。
3.初次沉淀池
初次沉淀池的能耗较低,主要能量消耗在排泥设备上,采用静水压力法无疑会明显降低能量的消耗。
4.生物处理构筑物
国外的学者通过能耗和费用效益分析比较了生物处理工艺流程,他们认为处理设施大部分的能量消耗是发生在电机这类单一的设备上,因而节能应从提高全厂功率因数、选择高效机电设备及减少高峰用电要求等方面入手。他们提出的节能措施既包括改善电机的电气性能,也包括解决运转的工艺问题,还包括污水厂产物中的能量回收(Energy
Recovery)。
曝气系统的能耗相当大,对曝气系统能耗能效的研究总是涉及到曝气设备的改造和革新。新型的曝气设备虽然层出不穷,但目前仍然可划分为2类:第1种是采用淹没式的多孔扩散头或空气喷嘴产生空气泡将氧气传递进水溶液的方法,第2种是采用机械方法搅动污水促使大气中的氧溶于水的方法。微孔曝气,曝气扩散头的布局和曝气系统的调节这些都是节能的有效措施。在传统活性污泥处理厂曝气池中辟出前端厌氧区,用淹没式搅拌器混合的节能、生物除磷方案。这一简单的改造可以节省近20%的曝气能耗,如果算上混合用能,节能也达到12%。自动控制系统的应用于污水处理节能,曝气系统进行阶段曝气,溶解氧存在浓度梯度,既减少了能耗,又可以改善处理效果,减少污泥量。
生物膜法处理工艺采用厌氧处理可以明显降低能量的消耗。
5.二次沉淀池
二次沉淀池中对排泥设备的研究和排泥方式的改善是降低能耗的有效方法。
6.污泥处理
污泥处理系统节能研究主要集中于污泥处理的能量回收。从污水污泥有机污染物中回收能量用于处理过程早在上世纪初就已投入实践,但能源危机之前一直不受重视。目前有两种回收途径:一是污泥厌氧消化气利用,一是污泥焚烧热的利用。
消化气性质稳定、易于贮存,它可通过内燃机或燃料电池转化为机械能或电能,废热还可回收于消化污泥加热。因此利用消化气能解决污水厂不同程度的能量自给问题。林荣忱等人比较了沼气发电机和燃料电池两种利用形式,认为燃料电池能量利用率高,具有很好的发展前途。对消化气的最大化利用是提高能效的主要方式。沼气发电机组并网发电的研究和应用在国内已有应用实例,是大型污水处理厂的沼气综合利用的可行途径。
另外一种能量回收方式是将城市固体废物焚烧场建在污水处理厂旁,将固废与污水污泥一起焚烧,获得的电能用于处理厂的运转。
城市污水处理的能耗分析研究与节能技术和手段的发展往往并不同步。由于污水处理能量平衡分析方法研究的欠缺,节能措施的制订和实施常常超前。而多数节能途径和手段常常由处理厂的操作管理人员结合各处理设施实际情况提出,具有经验性和个别性,不一定能适用于其他污水厂甚至是工艺相似的污水厂;另一方面,从广义上说,污水处理学科领域的技术创新、新材料和新设备的使用都蕴涵着节能增效的潜力,因而节能的途径和手段往往是很宽泛的。
结论
污水处理是能源密集(energy intensity)型的综合技术。一段时期以来,能耗大、运行费用高一定程度上阻碍了我国城市污水处理厂的建设,建成的一些处理厂也因能耗原因处于停产和半停产状态。在今后相当长的一段时期内,能耗问题将成为城市污水处理的瓶颈。能否解决耗污水厂的能耗问题,合理进行能源分配,已经成为决定污水处理厂运行效益好坏的关键因素。能耗是否较低,也是未来新的污水处理厂可行性分析的决定性因素,开发能效较高的污水处理技术,合理设计及运行污水处理厂,必将是未来污水处理厂设计和运行的必由之路。
5. 有关水的问题
水
水
水(H2O)是由氢、氧两种元素组成的无机物,在常温常压下为无色无味的透明液体。水是最常见的物质之一,是包括人类在内所有生命生存的重要资源,也是生物体最重要的组成部分。水在生命演化中起到了重要的作用。人类很早就开始对水产生了认识,东西方古代朴素的物质观中都把水视为一种基本的组成元素,五行之一;西方古代的四元素说中也有水。
水的性质
水在常温常压下为无色无味的透明液体。在自然界,纯水是非常罕见的,水通常多是酸、碱、盐等物质的溶液,习惯上仍然把这种水溶液称为水。纯水可以用铂或石英器皿经过几次蒸馏取得,当然,这也是相对意义上纯水,不可能绝对没有杂质。水是一种可以在液态、气态和固态之间转化的物质。固态的水称为冰;气态叫水蒸汽。水汽温度高于374.2℃时,气态水便不能通过加压转化为液态水。
在20℃时,水的热导率为0.006 J/s•cm•K,冰的热导率为0.023 J/s•cm•K,在雪的密度为0.1×103 kg/m3时,雪的热导率为0.00029 J/s•cm•K。水的密度在3.98℃时最大,为1×103kg/m3,温度高于3.98℃时,水的密度随温度升高而减小 ,在0~3.98℃时,水不服从热胀冷缩的规律,密度随温度的升高而增加。水在0℃时,密度为0.99987×103 kg/m3,冰在0℃时,密度为0.9167×103 kg/m3。因此冰可以浮在水面上。
水的热稳定性很强,水蒸气加热到2000K以上,也只有极少量离解为氢和氧,但水在通电的条件下会离解为氢和氧水。具有很大的内聚力和表面张力,除汞以外,水的表面张力最大,并能产生较明显的毛细现象和吸附现象。纯水有极微弱的导电能力,但普通的水含有少量电解质而有导电能力。
水本身也是良好的溶剂,大部分无机化合物可溶于水。
在-213.16℃,水分子会表现出现厌水性。
水的来源
地球是太阳系八大行星之中唯一被液态水所覆盖的星球。地球上水的起源在学术上存在很大的分歧,目前有几十种不同的水形成学说。有观点认为在地球形成初期,原始大气中的氢、氧化合成水,水蒸气逐步凝结下来并形成海洋;也有观点认为,形成地球的星云物质中原先就存在水的成分。另外的观点认为,原始地壳中硅酸盐等物质受火山影响而发生反应、析出水分。也有观点认为,被地球吸引的彗星和陨石是地球上水的主要来源,甚至现在地球上的水还在不停增加。
对气候的影响
水对气候具有调节作用。大气中的水汽能阻挡地球辐射量的60%,保护地球不致冷却。海洋和陆地水体在夏季能吸收和积累热量,使气温不致过高;在冬季则能缓慢地释放热量,使气温不致过低。
海洋和地表中的水蒸发到天空中形成了云,云中的水通过降水落下来变成雨,冬天则变成雪。落于地表上的水渗入地下形成地下水;地下水又从地层里冒出来,形成泉水,经过小溪、江河汇入大海。形成一个水循环。
雨雪等降水活动对气候形成重要的影响。在温带季风性气候中,季风带来了丰富的水气,形成明显的干湿两季。
此外,在自然界中,由于不同的气候条件,水还会以冰雹、雾、露水、霜等形态出现并影响气候和人类的活动。
对地理的影响
地球表面有71%被水覆盖,从空中来看,地球是个蓝色的星球。水侵蚀岩石土壤,冲淤河道,搬运泥沙,营造平原,改变地表形态。
地球表层水体构成了水圈,包括海洋、河流、湖泊、沼泽、冰川、积雪、地下水和大气中的水。由于注入海洋的水带有一定的盐分,加上常年的积累和蒸发作用,海和大洋里的水都是咸水,不能被直接饮用。某些湖泊的水也是含盐水。世界上最大的水体是太平洋。北美的五大湖是最大的淡水水系。欧亚大陆上的里海是最大的咸水湖。
地球上水的体积大约有 1 360 000 000 立方公里. 当中
海洋占了的1 320 000 000立方公里(或97.2%)。
冰川和冰盖占了25 000 000立方公里(或1.8%)。
地下水占了13 000 000立方公里(或者0.9%)。
湖泊,内陆海,和河里的淡水占了250 000 立方公里(或0.02%)。
大气中的水蒸气在任何已知的时候都占了13 000立方公里(或0.001%)。
对生命的影响
地球上的生命最初是在水中出现的。水是所有生物体的重要组成部分。人体中水占70%;而水母中98%都是水。水中生活着大量的水生植被等水生生物。
水有利于体内化学反应的进行,在生物体内还起到运输物质的作用。 水对于维持生物体温度的稳定起很大作用。
水的种类
不同的学科对水有着一些不同的称呼:
根据水质的不同,可以分为:
软水:硬度低于8度的水为软水。
硬水:硬度高于8度的水为硬水。硬水会影响洗涤剂的效果,硬水加热会有较多的水垢。
饮用水根据氯化钠的含量,可以分为:
淡水。
咸水
此外还有:生物水:在各种生命体系中存在的不同状态的水。
天然水:
土壤水:贮存于土壤内的水
地下水:贮存于地下的水
超纯水:纯度极高的水,多用于集成电路工业
结晶水:又称水合水。在结晶物质中,以化学键力与离子或分子相结合的、数量一定的水分子。
重水的化学分子式为D2O,每个重水分子由两个氘原子和一个氧原子构成。重水在天然水中占不到万分之二,通过电解水得到的重水比黄金还昂贵。重水可以用来做原子反应堆的减速剂和载热剂。
超重水的化学分子式为T2O,每个重水分子由两个氚原子和一个氧原子构成。超重水在天然水中极其稀少,其比例不到十亿分之一。超重水的制取成本比重水还要高上万倍。
氘化水的化学分子式为HDO,每个分子中含一个氢原子、一个氘原子和一个氧原子。用途不大。
与水相关的化学反应
水的电离与溶液pH值
水是一种极弱的电解质,它能微弱地电离: H2O+H2O↔H3O++OH- 通常H3O+简写为H+
水的离子积 Kw=[H+][OH-]
25度时,Kw=1×10-14
pH=-log10([H+])
pH<7,溶液为酸性,pH=7,溶液为中性,pH>7,溶液为碱性。
能溶于水的酸性氧化物或碱性氧化物都能与水反应,生成相应的含氧酸或碱。酸和碱发生中和反应生成盐和水。水在电流的作用下能够分解成氢气和氧气。碱金属和水接触会发生燃烧。
在催化剂的作用下,无机物和有机物能够与水进行水解反应:
有机物的水解:有机物分子中的某种原子或原子团被水分子的氢原子或羟基(-OH)代换,例如乙酸甲酯的水解:
无机物的水解:通常是盐的水解,例如弱酸盐乙酸钠与水中的H+结合成弱酸,使溶液呈碱性:
此外,水本身也可以作为催化剂。
淡水短缺问题与对策
地球上水总储量约为1.36x1018m3,但除去海洋等咸水资源外,只有2.5%为淡水。淡水又主要以冰川和深层地下水的形势存在,河流和湖泊中的淡水仅占世界总淡水的0.3%。
世界气象组织于1996年初指出:缺水是全世界城市面临的首要问题,估计到2050年,全球有46%的城市人口缺水。对于水资源稀少的地区来说,水已经超出生活资源的范围,而成为战略资源,由于水资源的稀有性,水战争爆发的可能性越来越高。
为让全世界都关心淡水资源短缺的问题,第47届联合国大会确定每年3月22日为世界水日。
水的利用
水是人类生活的重要资源,特别是农业需要大量水进行灌溉,人类文明的起源大多都在大河流域。早期城市一般都在水边建立,以解决灌溉、饮用和排污问题。在人类日常生活中,水在饮用、清洁、洗涤等方面的作用不可或缺。
随着科学技术的发展,人们兴修水利,与水涝害和洪水等自然灾害作斗争。因此形成了一些专门与水有关的研究领域,如水力学,水文科学,水处理等,甚而产生了以水为生的产业水产业。
工业生产和化工生产大量使用这种廉价的原料。但未经处理的废水的任意排放就会造成水污染。为了解决这一问题,污水的处理就变得十分必要。 (见水污染和污水处理。)
水和农业的发展
公元前3000年,中国
已知的最古老的灌溉技术是用于水稻种植。农夫构筑起四边有着堤埂、类似于浅浅的池塘的水田,然后从附近的小溪引来水,灌到里面。这一古老的技术直到现在还在东南亚、东亚和南亚被广泛采用。
公元前2000年,埃及
埃及的农夫发明了从尼罗河提水的方法。他们采用的工具被叫做桔槔,即利用一根横杆来方便地从河里提升水桶。从河里提上来的水通过水渠灌溉农田。这种桔槔目前依然在埃及、印度和其他一些国家使用。
公元前700年,亚述
亚述是古代东方的一个国家。它的国王塞纳雪利伯在首都尼尼微城四周种满了果树、棉花和其他珍稀植物。为了灌溉这些植物,他修建了一条10千米长的运河和一个石制的水槽,用来从附近的山里引水。
公元500年,墨西哥
在墨西哥前首都特诺奇幕特兰城的周围有许多沼泽湖,阿兹特克人在沼泽湖里建造台田。他们将湖底出来的沃土铺在台田上,再种上玉米。台田周围网状的沟渠确保了农作物的用水,农夫也可以驾着小船在台田间穿行。
公元1870年,美国
美国中部干涸的大平原的农业用水只能依靠地下水。当分得政府公有地的定居移民来到那里时,他们利用风车的动力抽取地下水,再挖掘沟渠,将抽取的地下水引入农田进行灌溉。
公元1990年,以色列
水是沙漠地区的生存之本。滴灌是一种在输水管上打小孔,让水直接滴注到每株植物根旁土壤的灌溉方法。这种方法能使灌溉用水的损耗量降到最小。
饮用水的处理
1. 第一次过滤:从河流等引入的水流经过滤网滤去鱼、树叶和垃圾等;
2. 吸附:在第一次过滤的水中加入明矾以形成黏性絮状物,泥土、细菌和其他微粒都黏附到矾花上,然后水流经沉淀盆,滤除矾花;
3. 第二次过滤:水慢慢流过沙或沙砾,滤除了海藻、细菌和一些化学成分;
4. 氯化:在水中加入氯来杀死剩下的有机生物;
5. 通风:迫使空气进入处理水,赶出由氯产生的气体,减少令人不适的气味和味道;
6. 追加处理:可以加入钠或石灰来软化硬水。有些社区加入氟化物来防止氯对牙齿产生腐蚀。
(家庭)废水处理
1. 初步处理:废水流经处理设备,流速放慢,大的一些固状物沉淀下来。水经过沉淀槽时,小一些的微粒沉入底部,形成矿泥;
2. 再处理:在滴流过滤系统中,废水通过沙砾得以过滤,沙砾表面也可铺一层细菌群落,以分解污水中的废物;
3. 追加处理:水被排入露天池塘,在那里,阳光、空气使它天然净化。进入大气后形成纯净水蒸气。氯一般在处理水的再次排放前加入。
古代世界观中的水
在文明的早期,人们开始探讨世界各种事物的组成或者分类,水在其中扮演了重要角色。古代西方提出的四元素说中就有水;佛教中的四大也有水;中国古代的五行学说中水代表了所有的液体,以及具有流动、润湿、阴柔性质的事物。
水崇拜
在人类的童年时期,对于水兼有养育与毁灭能力、不可捉摸的性情,产生了又爱又怕的感情,产生了水崇拜。通过赋予水以神的灵性,祈祷水给人类带来安宁、丰收和幸福。
中国传统上的龙王就是对水的神格化。凡有水域水源处皆有龙王,龙王庙、堂遍及全国各地。祭龙王祈雨是中国传统的信仰习俗。
还有口语化
形容人没有出息,或者是做事不够好。
例如:你杂这么水的那。(你杂这么差劲那。)
高山流水
古代琴曲。战国时已有关于高山流水的琴曲故事流传,故亦传《高山流水》系伯牙所作。乐谱最早见于明代《神奇秘谱(朱权成书于1425年)》,此谱之《高山》、《流水》解题有:“《高山》、《流水》二曲,本只一曲。初志在乎高山,言仁者乐山之意。后志在乎流水,言智者乐水之意。至唐分为两曲,不分段数。至来分高山为四段,流水为八段。”两千多年来,《高山》、《流水》这两首著名的古琴曲与伯牙鼓琴遇知音的故事一起,在人民中间广泛流传。
《高山流水》取材于“伯牙鼓琴遇知音”,有多种谱本。有琴曲和筝曲两种,两者同名异曲,风格完全不同。
随着明清以来琴的演奏艺术的发展,《高山》、《流水》有了很大变化。《传奇秘谱》本不分段,而后世琴谱多分段。明清以来多种琴谱中以清代唐彝铭所编《天闻阁琴谱》(1876年)中所收川派琴家张孔山改编的《流水》尤有特色,增加了以“滚、拂、绰、注”手法作流水声的第六段,又称“七十二滚拂流水”,以其形象鲜明,情景交融而广为流传。据琴家考证,在《天闻阁琴谱》问世以前,所有琴谱中的《流水》都没有张孔山演奏的第六段,全曲只八段,与《神奇秘谱》解题所说相符,但张孔山的传?滓言鑫�哦危�笄偌叶嗑荽似籽葑唷?
另有筝曲《高山流水》,音乐与琴曲迥异,同样取材于“伯牙鼓琴遇知音”。现有多种流派谱本。而流传最广,影响最大的则是浙江武林派的传谱,旋律典雅,韵味隽永,颇具“高山之巍巍,流水之洋洋”貌。
山东派的《高山流水》是《琴韵》、《风摆翠竹》、《夜静銮铃》、《书韵》四个小曲的联奏,也称《四段曲》、《四段锦》。
河南派的《高山流水》则是取自于民间《老六板》板头曲,节奏清新明快,民间艺人常在初次见面时演奏,以示尊敬结交之意。这三者及古琴曲《高山流水》之间毫无共同之处,都是同名异曲。
典 故
传说先秦的琴师伯牙一次在荒山野地弹琴,樵夫钟子期竟能领会这是描绘“巍巍乎志在高山”和“洋洋乎志在流水”。伯牙惊曰:“善哉,子之心与吾同。”子期死后,伯牙痛失知音,摔琴断弦,终身不操,故有高山流水之曲。
春秋时代,有个叫俞伯牙的人,精通音律,琴艺高超,是当时著名的琴师。俞伯牙年轻的时候聪颖好学,曾拜高人为师,琴技达到水平,但他总觉得自己还不能出神入化地表现对各种事物的感受。伯牙的老师知道他的想法后,就带他乘船到东海的蓬莱岛上,让他欣赏大自然的景色,倾听大海的波涛声。伯牙举目眺望,只见波浪汹涌,浪花激溅;海鸟翻飞,鸣声入耳;山林树木,郁郁葱葱,如入仙境一般。一种奇妙的感觉油然而生,耳边仿佛咯起了大自然那和谐动听的音乐。他情不自禁地取琴弹奏,音随意转,把大自然的美妙融进了琴声,伯牙体验到一种前所未有的境界。老师告诉他:“你已经学了。”
一夜伯牙乘船游览。面对清风明月,他思绪万千,于是又弹起琴来,琴声悠扬,渐入佳境。忽听岸上有人叫绝。伯牙闻声走出船来,只见一个樵夫站在岸边,他知道此人是知音当即请樵夫上船,兴致勃勃地为他演奏。伯牙弹起赞美高山的曲调,樵夫说道:“真好!雄伟而庄重,好像高耸入云的泰山一样!”当他弹奏表现奔腾澎湃的波涛时,樵夫又说:“真好!宽广浩荡,好像看见滚滚的流水,无边的大海一般!”伯牙兴奋色了,激动地说:“知音!你真是我的知音。”这个樵夫就是钟子期。从此二人成了非常要好的朋友。
五行之一。五行以肾属水,故常肾、水并称。此外还用于指病名或指水肿病的病理机制。
氢和氧的化合物。化学分子式为H2O 。在自然界 ,纯水是罕见的,水通常是多酸、碱、盐等物质的溶液。纯水是用铂或石英器皿经过几次蒸馏取得的。水是一种可以在液态 、气态和固态之间转化的物质。转化的条件是温度和压力。标准大气压时,水的冰点为0℃、沸点为100℃。当水汽温度高于374.2℃时 ,气态水便不能转化为液态水 。液态水的比热容为 4.18 焦耳/(克·摄氏度),冰的比热容约为 2.09焦耳/(克·摄氏度)。在1个标准大气压和100℃情况下,水的汽化热为 2253.02 焦耳/克 ,在常温常压下为 2441.12 焦耳/克,水汽凝结成液态水时放出相同的热量。在0℃和1个标准大气压时,冰的融解热为333.146焦耳/克 ,当水凝成冰时放出相同的热量。水从固态直接转变为气态时所吸收的热量称升华热,升华热等于汽化热与融解热之和。在20℃时,水的热导率为0.006焦耳/( 秒·厘米·摄氏度 ),冰的热导率为0.023焦耳/(秒·厘米·摄氏度),当雪的密度为0.1千克/升时 ,雪的热导率为0.00029焦耳/(秒·厘米·摄氏度)。水的密度在3.98℃时最大 ,为1千克/升,温度高于3.98℃时,水的密度随温度升高而减小 ,在0~3.98℃时,水一反热胀冷缩的规律,密度随温度的升高而增加。水在0℃时,密度为0.99987千克/升 ,冰在0℃时,密度为0.9167千克/升 。水的热稳定性很强,当水蒸气加热到2000K以上,也只有极小部分离解为氢和氧。凡是能溶于水的酸性氧化物或碱性氧化物,都能与水反应,生成相应的含氧酸或碱。纯水有极微弱的导电能力。水的酸碱性用pH值表示,天然水的pH值为6.8~8.5。水具有很大的内聚力和表面张力,除汞以外 ,水的表面张力最大,并能产生毛管现象和吸附现象。
水能调节气候。大气中的水汽能拦阻地球辐射量的 60%,保护地球不致冷却。海洋和陆地水体在夏季能吸收和积累热量,使气温不致过高,在冬季能缓慢地释放热量,使气温不致过低。水侵蚀岩石土壤,冲淤河道,搬运泥沙,营造平原,改变地表形态。水使地球产生生命,它是一切有机体的主要组成部分,全球动植物和40 亿人体内含有约11200亿吨水 。人类社会依赖水而生存发展。古代,人类对水取利避害,适应水而生存;近代,人类对水兴利除害,兴建工程,开发水利,控制水害;现代,随着社会和生产的发展,地球上可资利用的水日趋短缺,水体受到污染,严重影响人类生存的环境,人类逐渐认识到水是一种重要资源和环境因素,从而在更高的水平上开始对水开展了新的兴利避害活动。
世界气象组织1996年初指出:缺水是全世界城市面临的首要问题,估计到2050年, 世界2/3以上的人口将生活在城市,而全球有46%的城市人口缺水,必须平衡社会经济发展和城市淡水供应管理二者之间的关系,进行水资源的储存 、输送和管理的大规模工程建设。
水
①病名,即水肿。以水肿主要表现为水液代谢障碍,故名。出《素问·平人气象论》:“颈脉动,喘疾咳,曰水。目裹微肿如卧蚕起之状,曰水。”又:“足胫肿曰水。”
②指水肿病的病理机制。《素问·阴阳别论》:“三阴结,谓之水。”王冰注:“三阴结,谓脾肺之脉俱寒结也,脾肺寒结,则气化为水。”
③五行之一。《素问·脏气法时论》:“五行者,金木水火土也。”五行以肾属水,故常肾、水并称。
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水是论坛上没有太大价值的帖子的总称,每一篇这样的帖子都被称为“水帖”,发水帖的行为称为“灌水”,某些跟帖多而且都是水帖的帖子称为“水楼”,经常占着位置不说话叫“潜水”。有的论坛喜欢高发帖量,鼓励灌水,然而学术论坛一般是禁止灌水的。
水的污染有两类:一类是自然污染;另一类是人为污染。当前对水体危害较大的是人为污染。水污染可根据污染杂质的不同而主要分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类。
化学性污染
污染杂质为化学物品而造成的水体污染。化学性污染根据具体污染杂质可分为6类:
(1)无机污染物质:污染水体的无机污染物质有酸、碱和一些无机盐类。酸碱污染使水体的pH值发生变化,妨碍水体自净作用,还会腐蚀船舶和水下建筑物,影响渔业。
(2)无机有毒物质:污染水体的无机有毒物质主要是重金属等有潜在长期影响的物质,主要有汞、镉、铅、砷等元素。
(3)有机有毒物质:污染水体的有机有毒物质主要是各种有机农药、多环芳烃、芳香烃等。它们大多是人工合成的物质,化学性质很稳定,很难被生物所分解。
(4)需氧污染物质:生活污水和某些工业废水中所含的碳水化合物、蛋白质、脂肪和酚、醇等有机物质可在微生物的作用下进行分解。在分解过程中需要大量氧气,故称之为需氧污染物质。
(5)植物营养物质:主要是生活与工业污水中的含氮、磷等植物营养物质,以及农田排水中残余的氮和磷。
(6)油类污染物质:主要指石油对水体的污染,尤其海洋采油和油轮事故污染最甚。
物理性污染
物理性污染包括:
(1)悬浮物质污染:悬浮物质是指水中含有的不溶性物质,包括固体物质和泡沫塑料等。它们是由生活污水、垃圾和采矿、采石、建筑、食品加工、造纸等产生的废物泄入水中或农田的水土流失所引起的。悬浮物质影响水体外观,妨碍水中植物的光合作用,减少氧气的溶入,对水生生物不利。
(2)热污染:来自各种工业过程的冷却水,若不采取措施,直接排入水体,可能引起水温升高、溶解氧含量降低、水中存在的某些有毒物质的毒性增加等现象,从而危及鱼类和水生生物的生长。
(3)放射性污染:由于原子能工业的发展,放射性矿藏的开采,核试验和核电站的建立以及同位素在医学、工业、研究等领域的应用,使放射性废水、废物显著增加,造成一定的放射性污染。
生物性污染
生活污水,特别是医院污水和某些工业废水污染水体后,往往可以带入一些病原微生物。例如某些原来存在于人畜肠道中的病原细菌,如伤寒、副伤寒、霍乱细菌等都可以通过人畜粪便的污染而进入水体,随水流动而传播。一些病毒,如肝炎病毒、腺病毒等也常在污染水中发现。某些寄生虫病,如阿米巴痢疾、血吸虫病、钩端螺旋体病等也可通过水进行传播。防止病原微生物对水体的污染也是保护环境,保障人体健康的一大课题。
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7. 在”我们与周围环境”
在今天的作文课上,老师给我们布置了这样一篇作文——我们与周围的环境,我想着文章的内容,不知不觉陷入了深深的沉思……
那是一个星期天,我和妈妈一起到小区里散步,当入过演武池时,一股刺鼻的臭喂迎面扑来,我们看到了这样一副景象:生活垃圾、死鱼全漂在池面上;水里的鱼正吃着那些生活垃圾;有人把脏水往池子里倒……“妈妈,好恶心啊!”我捏着鼻子、板着一张脸对妈妈说。“是啊,这种‘大肚子’鱼卖到市场上,会让多少人生病,甚至死亡。”妈妈意味深长地说。
这时,我想起在去外婆家路上看到的情景。
外婆家在城乡结合部,那儿的工厂不断地大量排放着废气、废水,路上随处可见生活垃圾,工地不断地发出些噪音,使附近的居民不得安宁等等,都使得这里的环境变差。我们周围环境的污染,是人类在物质文明发展过程中,追求更高层次的生活时所产生的问题。
我们做过的问卷调查中,许多厦门市民认为厦门市区的环保工作做好了,却忽略了城乡结合部。还提出垃圾分类没做好,应对市民加强宣传力度,对市民乱丢垃圾的现象引起重视等意见。
我们只有正视现实、正视危机。除此之外,任何消极退避都于事无补。只要人人都为环保献出一份力,我深信,总有一天我们与周围环境又会和谐起来,而且将更持久,更完美。
小伙子把白色垃圾和一双筷子扔进花圃。
我们走近小伙子,直问:“你为什么要将垃圾扔进花圃?”没想到小伙子的回答出人意料:“大街这么干净,那么垃圾,只好扔到暗处。”
这句话使我们顿生感叹:就在几年前,出行的人们习惯审视周围的环境,习惯抱怨环境的脏乱。而在今天,随着各地环境的加强,城市的环境卫生基础设施增加了,上档次了,整洁的瓷砖、如茵的绿地成为许多城市的新面孔。人们发现了这微妙的变化:我们与周围环境的关系变了,由审视者变为被审视者。“人们啊,你们的行为是否与整洁的环境和谐如一?”这是环境对我们的审视。
白色垃圾对人类有很大的危害。一只小小的塑料袋在我们的生活中是微不足道的,它大约0.4克。可是北京人每天只消费一个,就会产生4吨的塑料袋垃圾。每个人都有享受一次性筷子的权利。或许你不曾想过,哪怕我们每一个人这辈子只用过一次,我国也得砍掉15万棵生长了20年的大树。我国每年因生产一次性筷子消耗的林料就达200万立方米。这足以让长江泛滥洪水。你能说,环境问题与白色垃圾无关吗?
人们对环境的苛刻要求改变着环境,改变的环境对人们的素质提出新的要求。因此面对环境的审视,需要自信,更需要自警
今天,我围校园走了一圈,发现校园里的垃圾还真不少,塑料袋,碎纸,雪糕纸……
这些引起了我的反思——
我们天天都是生活在大自然中。生活在这美好的一切当中。地球妈妈慷慨的为我们提供各种无限而又有限的资源,让我们“丰衣足食”,而人类不但不知足,反而还破坏地球母亲。随着时代的变化,人们的要求也越来越高,他们把一棵棵大树砍下做成木船、一次性筷子等一切对人类有利的东西,而这些在人类的眼里总是一闪而过,对于大自然是多么大的破坏。
虽然,现在人们处处在宣传环保,呼吁绿色,但这样仍然没有阻止破坏者的脚步,一棵棵大树仍在倒下,沙漠的面积仍在扩大。
现在,由于人类大量地砍伐树木,所以现在荒漠正吞噬着大自然,吞噬着整个地球,人们啊!难道你们就心甘情愿地看着大片的绿的被破坏?这种塑料很难腐烂,被称之为“白色污染”,用过的废弃物十分难以处理。如果埋掉,会破坏土壤结构;烧掉它,能生产出氟化物,氢化物等有毒或剧毒气体,危害人畜。真没想到,一个小小的塑料袋竟然有这么大的危害。
人们还没有意识到自己所播种的灾难时,大自然已愤然回击。海洋与大气向人类发出了警告。全球不论哪一个海域,不管它与工农业活动区有多么遥远,从北极冰岛到南极大陆,到处都不同程度的监测到有害物质,唉!我以前喜欢的海洋到哪里去了?绿如蓝,成记忆了吗?
我呼吁:不要再破坏我们自己的家园了,保护环境人人有责,保护环境从我做起,从现在做起!